Giáo trình Cơ học xây dựng

Untitled TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MH CƠ HỌC XÂY DỰNG LƢU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ HỌC XÂY DỰNG CÁC GIẢ THIẾT 5 1 ÔN TẬP CÁC KIẾN THỨC PHỔ THÔN[.]

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MH: CƠ HỌC XÂY DỰNG LƢU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ HỌC XÂY DỰNG-CÁC GIẢ THIẾT ÔN TẬP CÁC KIẾN THỨC PHỔ THÔNG ĐỐI TƢỢNG CỦA MÔN CHXD SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CƠNG TRÌNH PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA NỘI LỰC, BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ CÁC GIẢI THIẾT – NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TẠO HÌNH HỌC CỦA HỆ PHẲNG CÁC KHÁI NIỆM CÁC LOẠI LIÊN KẾT (LK) 10 CÁCH NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH 11 MỘT SỐ VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG 14 CHƢƠNG 3: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN – CÁC THÀNH PHẦN NỘI LỰC VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT 17 CÁC KHÁI NIỆM: 17 CÁC THÀNH PHẦN NỘI LỰC – PHẢN LỰC LIÊN KẾT 17 VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG: 19 CHƢƠNG 4: DẦM TĨNH ĐỊNH 21 DẦM TĨNH ĐỊNH 21 CÁCH TÍNH DẦM TĨNH ĐỊNH 21 KHÁI NIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP VẼ BIỂU ĐỒ NỘI LỰC 21 VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG 26 KHÁI NIỆM: 30 CÁCH TÍNH KHUNG TĨNH ĐỊNH 30 VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG 31 CHƢƠNG 6: DÀN TĨNH ĐỊNH 32 KHÁI NIỆM 32 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH DÀN TĨNH ĐỊNH 32 KIỂM TRA BỀN CHO CÁC THANH DÀN 33 CÁC VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG 33 CHƢƠNG 7: CÁCH XÁC ĐỊNH CHUYỂN VỊ TRONG HỆ THANH PHẲNG TĨNH ĐỊNH 35 KHÁI NIỆM BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ 35 TÍNH CHUYỂN VỊ BẰNG PHƢƠNG PHÁP NHÂN BIỂU ĐỊ VÊ-RÊ-XA-GHIN 35 VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG 38 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên môn học/mô đun: CƠ HỌC XÂY DỰNG Mã môn học/mô đun: MH13 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí mơn hoc: môn sở ngành kỹ thuật xây dựng - Tính chất mơn học: mơn học chun mơn nghề Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: khảo sát đƣợc cấu tạo hình học số hệ phẳng tĩnh định - Về kỹ năng: sử dụng đƣợc phƣơng pháp mặt cắt, xác định đƣợc nội lực dầm, khung, dàn tĩnh định Vẽ đƣợc biểu đồ nội lực - Về lực tự chủ trách nhiệm: rèn luyện tính kiên trì, tập trung Nội dung môn học/mô đun: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ HỌC XÂY DỰNG-CÁC GIẢ THIẾT ÔN TẬP CÁC KIẾN THỨC PHỔ THƠNG Để học tốt mơn này, trƣớc vào nội dung, em cần ôn lại số kiến thức học sau: 1.1 Hệ thức lƣợng tam giác vuông – Định lý Pythago a Hệ thức lƣợng tam giác vuông: b Định lý Pythago Trong tam giác vng bình phƣơng độ dài cạnh huyền tổng bình phƣơng độ dài hai cạnh góc vuông BC  AB  AC 1.2 Vòng tròn lƣợng giác Dùng để xác định sin, cos, tag, cotag giá trị đặc biệt nhƣ góc 30 , 45 , 60 ,90 ,120 ,135 ,… Ví dự nhƣ hình dƣới vòng tròn lƣợng giác, trục nằm trục Cos, trục đứng trục Sin Để xác định Cos 135 , ta tƣởng tƣợng đƣờng tròn, xác định vị trí góc 135 , chiếu lên trục nằm ta đƣợc giá trị Vòng tròn lƣợng giác Suy Cos135   2 1.3 Phép chiếu lực Giả sử có lực P , để tính tốn đƣợc với lực P này, ta gắn vào lực P hệ trục tọa độ Oxy Sau P đƣợc chia thành thành phần, theo trục x gọi Px theo trục y gọi Py, ta có: Px=P.Cos  Py=P.Cos  Phép chiếu lực 1.4 Phép lấy Mô-men quay điểm Cho điểm M lực P khơng qua M Khi mơ-men quay P gây M đƣợc tính cơng thức: M A  P.L Trong đó: M A : Là mơ men điểm A, tính đơn vị (lực x chiều dài) P : giá trị lực P (có thể có hay nhiều lực P, lực P gây mô-men A chiều dấu, ngƣợc chiều ngƣợc dấu) L : Đƣợc gọi “cánh tay đòn” khoảng cách điểm A điểm đặt lực P lên trục x Y 1.5 Định lý Talet: Nếu đƣờng thẳng song song với cạnh tam giác cắt hai cạnh cịn lại định cạnh đoạn thẳng tƣơng ứng tỷ lệ Ta có: AD AE ;  AB AC DB EC AD AE ;   AB AC DB EC Định lý Talet ĐỐI TƢỢNG CỦA MÔN CHXD Nhiệm vụ chủ yếu mơn CHXD tính tốn nội lực chuyển vị cơng trình - Tính tốn cơng trình độ bền: nhằm đảm bảo cho cơng trình có khả chịu tác dụng tải trọng nhƣ nguyên nhân khác mà không bị phá hoại - Tính tốn cơng trình độ cứng: nhằm đảm bảo cho cơng trình khơng có chuyển vị lớn rung động lớn làm cho cơng trình mât trạng thái làm việc bình thƣờng điều kiện bền đảm bảo - Tính tốn cơng trình mặt ổn định: Là tìm hiểu khả bảo tồn vị trí hình dạng ban đầu cơng trình dƣới dạng cân trạng thái biến dạng SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CƠNG TRÌNH Trong thực tế giữ nguyên trạng thực tế cơng trình để tính tốn, khái niệm sơ đồ tính cơng trình đƣợc đời Sơ đồ tính cơng trình hình ảnh đơn giản hóa mà đảm bảo phản ánh đƣợc sát với làm việc thực cơng trình Để chuyển cơng trình thực sơ đồ tính tƣơng ứng, thƣờng làm nhƣ sau: - Thay cơng trình đƣờng trung gian (gọi trục) - Thay tiết diện đại lƣợng đặc trƣng nhƣ diện tích A, mơ men qn tính I - Thay kết cấu móng liên kết tựa hợp lý - Thực chuyển sơ đồ cơng trình sơ đồ tính tốn cơng trình PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH 4.1 Hệ phẳng: hệ làm việc mặt phẳng 4.2 Hệ không gian : Khi cấu kiện không nằm mặt phẳng CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA NỘI LỰC, BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ Tải trọng nguyên nhân gây nội lực, biến dạng chuyển vị cơng trình đƣợc chia thành: 5.1 Theo thời gian tác dụng: - Tải trọng lâu dài: tải trọng tác dụng suốt trinhg làm việc cơng trình VD: trọng lƣợng thân cơng trình,… - Tải trọng tạm thời: tải trọng tác dụng lên cơng trình thời gian ngắn VD: tải trọng gió, tải trọng ngƣời, 5.2 Theo vị trí tác dụng - Tải trọng bất động: tải trọng có vị trí khơng thay đổi suốt q trình làm việc cơng trình VD: tải trọng than cơng trình, bàn ghế,… - Tải trọng di động: tải trọng có vị trí thay đổi cơng trình VD: Tải trọng xe cộ, ngƣời lại,… 5.3 Theo tính chất tác dụng: Tải trọng tác dụng tĩnh: tải trọng tác dụng cách nhịp nhàng, từ từ, tăng dần đến vị trí cuối Trong q trình tác dụng khơng gây lực quán tính VD: Tải trọng ép cọc Tải trọng tác dụng động: Là tải trọng tác dụng có gây lực qn tính VD: Tải trọng đóng cọc Ngồi cịn ngun nhân nhƣ: thay đổi nhiệt độ, chuyển vị cƣỡng liên kết,… CÁC GIẢI THIẾT – NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG 6.1 Các giả thiết: ta thừa nhận giải thiết sau q trình tính tốn: - Vật liệu đàn hồi tuyệt đối tuân theo định luật Hooke - Biến dạng chuyển vị hệ nhỏ 6.2 Nguyên lý cộng tác dụng: Một đại lƣợng nghiên cứu (ví dụ phản lực, nội lực, chuyển vị,…) số ngun nhân (ví dụ ngoại lực, thay đổi nhiệt độ, ) đồng thời tác dụng lên cơng trình đƣợc xem nhƣ tổng giá trị thành phần đại lƣợng nguyên nhân tác dụng riêng lẻ gây CÂU HỎI ÔN TẬP: Hãy nêu nguyên nhân gây biến dạng chuyển vị? Hãy nêu nội dung nguyên lý cộng tác dụng? Nguyên nhân phải sửu dụng sơ đồ tính cho cơng trình? CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TẠO HÌNH HỌC CỦA HỆ PHẲNG CÁC KHÁI NIỆM 1.1 Hệ Bất Biến Hình (BBH): Hệ BBH hệ chịu tải trọng giữ nguyên đƣợc hình dạng hình học ban đầu HỆ BBH giữ ngun hình dạng chịu tác dụng lực P 1.2 Hệ Biến Hình (BH): Hệ BH hệ chịu tải trọng thay đổi hình dạng hình học cách hữu hạn ta xem cấu kiện hệ tuyệt đối cứng HỆ BH thay đổi hình dạng chịu tác dụng ngoại lực 1.3 Hệ Biến Hình Tức Thời (BHTT): Hệ BHTT hệ chịu tải trọng thay đổi dạng hình học vơ bé delta Sau thay đổi dạng hình học vơ bé đó, hệ lại trở nên BBH HỆ BHTT thay đổi đổi đoạn vô bé delta chịu tác dụng lực P Sau trở nên BBH 1.4 Miếng cứng (MC): Hệ BBH thực tế có nhiều hình dạng khác nhƣng có chung tính chất chịu đƣợc tải trọng Miếng cứng hệ phẳng biến hình cách rõ rệt Thanh thằng Thanh cong Thanh gãy khúc Tam giác khớp 1.5 Bậc Tự Do (BTD): BTD hệ thơng số độc lập đủ để xác định vị trí hệ hệ khác mà hệ đƣợc xem bất động - Một điểm có bậc tự di chuyển theo phƣơng trục x y - MC có BTD di chuyển theo phƣơng trục x y, MC cịn có thêm chuyển động xoay CÁC LOẠI LIÊN KẾT (LK) 2.1 Liên kết đơn giản: Là liên kết nối miếng cứng với đƣợc chia thành loại sau: 2.1.1 Liên kết (LK loại 1): Cấu tạo gồm có khớp lý tƣởng đầu Nếu dùng liên kết để nối MC B vào MC cố định A khử đƣợc BTD MC B B di chuyển theo phƣơng dọc trục đƣợc (hình a,b) B cịn di chuyển theo phƣơng vng góc với trục quay Như Liên kết khử BTD phát sinh phản lực dọc trục a.Nối B vào A b Phát sinh lực dọc trục c LKT cong Liên kết khơng thiết phải thẳng, cong có khớp đầu Lúc này, LKT khử đƣợc BTD làm phát sinh lực dọc theo trục nối khớp (hình c) 2.1.2 Liên kết khớp (LK loại 2): Cấu tạo liên kết khớp nhƣ hình vẽ Khi dùng MC B nối vào MC A cố định LK khớp khử đƣợc BTD MC B Khi B khơng thể di chuyển theo phƣơng Trong lk phát sinh phản lực đƣợc phân thành thành phần theo trục x trục y (hình a,b) Như liên kết khớp khử BTD phát sinh thành phần phản lực qua khớp ... 38 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơn học/ mơ đun: CƠ HỌC XÂY DỰNG Mã môn học/ mô đun: MH13 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/ mơ đun: - Vị trí mơn hoc: mơn sở ngành kỹ thuật xây dựng. .. vị cơng trình - Tính tốn cơng trình độ bền: nhằm đảm bảo cho cơng trình có khả chịu tác dụng tải trọng nhƣ ngun nhân khác mà khơng bị phá hoại - Tính tốn cơng trình độ cứng: nhằm đảm bảo cho cơng... CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ HỌC XÂY DỰNG-CÁC GIẢ THIẾT ÔN TẬP CÁC KIẾN THỨC PHỔ THÔNG ĐỐI TƢỢNG CỦA MÔN CHXD SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CƠNG TRÌNH PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH CÁC NGUYÊN